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    變頻調(diào)速器由于具有優(yōu)良的調(diào)速性能、起動(dòng)電流小、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和顯著的節(jié)電效果等優(yōu)點(diǎn)，在水泥廠中應(yīng)用越來(lái)越普及。廣州市花都區(qū)東方紅水泥廠應(yīng)用變頻調(diào)速器在鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、抽水機(jī)、卸料機(jī)、破碎機(jī)、成球機(jī)、穩(wěn)流機(jī)和微機(jī)配料等共有37臺(tái)。其中變頻器的種類(lèi)有普侍、富士、三菱、三肯、日立和佳靈等牌子。眾多種類(lèi)的變頻器，提供了多種可供選擇、保護(hù)和顯示功能。但是，如何充分發(fā)揮這些功能，合理使用變頻器，仍是我們需要注意的問(wèn)題。首先，在變頻器接通電源前需要檢查變頻器的輸入、輸出端子是否按說(shuō)明書(shū)要求接對(duì)，如果使用外接端子控制，則控制線路應(yīng)按說(shuō)明書(shū)要求確保無(wú)誤。在通電前還應(yīng)按生產(chǎn)負(fù)載要求進(jìn)行必要的性能設(shè)定。
1 v／f類(lèi)型的選擇
    v／f類(lèi)型的選擇包括最高頻率、基本頻率和轉(zhuǎn)矩類(lèi)型等項(xiàng)目。圖l為V／f類(lèi)型的選擇示意圖。圖中最高頻率變頻器一電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可能運(yùn)行的最高頻率，由于變頻器的自身頻率較高（可達(dá)400H：），應(yīng)按電動(dòng)機(jī)及其負(fù)載要求進(jìn)行設(shè)定，一般不得超過(guò)電機(jī)銘牌上的額定頻率。基本頻率是變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行恒功率控制和恒轉(zhuǎn)矩控制的分界線，應(yīng)按電動(dòng)機(jī)額定電壓進(jìn)行設(shè)定。轉(zhuǎn)矩類(lèi)型指的是負(fù)載是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載還是變轉(zhuǎn)矩負(fù)載。根據(jù)變頻器使用說(shuō)明書(shū)中的圖和負(fù)載的特點(diǎn)，選擇其中一種類(lèi)型。
2如何調(diào)整起動(dòng)轉(zhuǎn)矩
    調(diào)整起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是為了改善變頻器的低速性能，可設(shè)置加速期的附加電流，以保證連續(xù)起動(dòng)，并克服粘滯效應(yīng)。使電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩能滿足生產(chǎn)負(fù)載的要求。
    在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)低頻段，由于電阻、漏電抗的影響不容忽略，若仍保持v/f為常數(shù)，則磁通量將減小，進(jìn)而減少了電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，為此，在低頻段要對(duì)電壓進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償以提升轉(zhuǎn)矩（如圖2）。有些變頻器提供兩種選擇：自動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升和手動(dòng)設(shè)定轉(zhuǎn)矩提升量。當(dāng)電壓補(bǔ)償過(guò)大時(shí)，將會(huì)造成電動(dòng)機(jī)磁路飽和，增加勵(lì)磁電流，導(dǎo)致變頻器過(guò)流而跳閘。當(dāng)補(bǔ)償不足時(shí)，電動(dòng)機(jī)在額定頻率下運(yùn)行時(shí)，卻得不到額定電壓，使電動(dòng)機(jī)的帶負(fù)載能力減小。
3如何設(shè)定加減速時(shí)間
    電機(jī)在加／減速時(shí)的加速度dw/dt取決于加速度轉(zhuǎn)矩(Te - Tl)。而變頻器在起動(dòng)、制動(dòng)過(guò)程中的頻率變化率由用戶(hù)設(shè)定的，若電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)或電機(jī)負(fù)載口變化時(shí)，有可能電機(jī)轉(zhuǎn)速與變頻器輸出頻率不協(xié)調(diào)。若起動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)流，則適當(dāng)延長(zhǎng)加速時(shí)間；若是在制動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)流，則適當(dāng)延長(zhǎng)減速時(shí)間。另一方面，加／減速時(shí)間不宜太長(zhǎng)，時(shí)間太長(zhǎng)影響生產(chǎn)效率，特別是頻繁起動(dòng)、制動(dòng)時(shí)尤為明顯。
4參數(shù)自動(dòng)調(diào)整
    我廣使用的變頻器大部分是進(jìn)口貨，而電機(jī)卻是國(guó)產(chǎn)的，在采用開(kāi)環(huán)V／f控制時(shí)，電機(jī)和變頻器不配套矛盾并不突出，具有矢量控制功能的變頻器性能依賴(lài)于電機(jī)參數(shù)的準(zhǔn)確性，均要使用配套的電機(jī)并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行必要的調(diào)試，我廠有些變頻器在使用矢量控制時(shí)，可以利用變頻器參數(shù)自動(dòng)調(diào)整功能對(duì)電機(jī)參數(shù)進(jìn)行調(diào)試。
5頻率跳躍
    V／f控制的變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，在某些頻率段，電機(jī)的電流、轉(zhuǎn)速會(huì)發(fā)生振蕩，嚴(yán)重時(shí)系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行，甚至在加速中出現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)使得電機(jī)不能正常啟動(dòng)。我們利用變頻器跳躍功能，根據(jù)系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩的頻率點(diǎn)，在v/f曲線上設(shè)置跳躍頻率和跳躍頻率寬度。如圖3所示，當(dāng)電機(jī)加速時(shí)可以自動(dòng)跳過(guò)這些頻率段，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。
6制動(dòng)電阻的選擇
    小容量的變頻器中帶有制動(dòng)電阻，大容量的制動(dòng)電阻通常由用戶(hù)根據(jù)負(fù)載的性質(zhì)和大小，負(fù)載周期等因素進(jìn)行選配，制動(dòng)電阻的大小決定于制動(dòng)電流的大小，制動(dòng)電阻的功率將影響制動(dòng)速度。制動(dòng)電阻的功率是按短時(shí)工作制標(biāo)定的。當(dāng)電機(jī)以4象限運(yùn)行時(shí)，要考慮各種工況下制動(dòng)能量的需求選擇制動(dòng)電阻。
7  電子熱繼電器保護(hù)設(shè)定
    使用變頻器給電動(dòng)機(jī)供電時(shí)，可在軟件中設(shè)置熱繼電器保護(hù)功能。對(duì)逆變器的輸出電流在定間隔內(nèi)積分處理，其積分值反映電機(jī)發(fā)熱的積累效應(yīng)。當(dāng)積分值超過(guò)一定值后，逆變器的保護(hù)功能開(kāi)始作用，從而代替電動(dòng)機(jī)的熱繼電器。我們可以選擇和調(diào)節(jié)電子熱繼電器特性和門(mén)限調(diào)節(jié)電子熱繼電器門(mén)限。如圖4所示。
    當(dāng)變頻器的輸出電流超過(guò)變頻器的容許電流時(shí)，變頻器的過(guò)流保護(hù)；l尋切斷變頻器的輸出，因此，變頻器的電子熱繼電器的門(mén)限最大值不超過(guò)變頻器的最大容許輸出電流。
    但是，在下述情況下仍需在變頻器和電動(dòng)機(jī)之間安裝熱繼電器。
    (1)電動(dòng)機(jī)的容量過(guò)小，已經(jīng)超出變頻器的電子熱繼電器的保護(hù)范圍；
    (2)當(dāng)使用一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，變頻器不能對(duì)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)提供保護(hù)。
8直流制動(dòng)
    當(dāng)需要電動(dòng)機(jī)制動(dòng)或停止時(shí)，可以采取直流制動(dòng)。它的基本原理是通過(guò)逆變器的開(kāi)關(guān)器件由變頻器的直流側(cè)電源在電動(dòng)機(jī)繞組施加脈沖直流電壓，從而產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在使用變頻器制動(dòng)功能時(shí)，可以調(diào)整的設(shè)定值包括制動(dòng)運(yùn)行頻率，制動(dòng)持續(xù)時(shí)間、制動(dòng)強(qiáng)度（制動(dòng)直流電壓）。當(dāng)制動(dòng)強(qiáng)度過(guò)大日寸，將會(huì)造成電流跳閘，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)減少制動(dòng)強(qiáng)度。
    圖5為直流制動(dòng)示意圖，(a)為電動(dòng)機(jī)停止期間直流制動(dòng)，它可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的定位控制。(b)為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前的直流制動(dòng)，它可以使電動(dòng)機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始起動(dòng)。
9變頻器和工頻電源的切換
    我廠有些變頻器裝有和工頻電源切換的裝置，當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)切換工頻電源供電動(dòng)機(jī)運(yùn)行而不影響生產(chǎn)。可按圖6所示兩個(gè)接觸器進(jìn)行切換。為防止變頻器倒送電，兩個(gè)接觸器不可同時(shí)處于接通狀態(tài)，為此，兩個(gè)接觸器的控制信號(hào)應(yīng)有一定的互鎖時(shí)間。
10  變頻器的輸出頻率上、下限設(shè)定
    為防止現(xiàn)場(chǎng)人員的誤操作，避免造成電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率過(guò)低產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象，或者因?yàn)樗俣忍�高造成機(jī)械磨損等故障，設(shè)置變頻器輸出頻率上、下限，將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在一定的范圍以滿足生產(chǎn)工藝負(fù)載的需要。
11變頻器的保護(hù)
    由于設(shè)置不當(dāng)，負(fù)載的變化、外界運(yùn)行條件的改變以及變頻器元件的損壞等因素都有可能造成變頻器故障，當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障或非正常運(yùn)行時(shí)，變頻器必有快捷可靠的保護(hù)。
11.1過(guò)電流保護(hù)
    當(dāng)變頻器輸出側(cè)發(fā)生短路成電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)，變頻器將流過(guò)很大的電流，從而造成電力半導(dǎo)體器件的損壞。為了防止過(guò)電流，變頻器設(shè)置有過(guò)電流保護(hù)電路，從硬件和軟件兩個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于軟件處理時(shí)受到采樣時(shí)間和微處理速度限制，對(duì)某些快速變化的過(guò)電流不能保護(hù)。這種情況下常用硬件電路進(jìn)行保護(hù)。它在不經(jīng)過(guò)CPU的處理，封鎖驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的快速保護(hù)。當(dāng)硬件保護(hù)電路動(dòng)作時(shí)，它還給CPU發(fā)出中斷信號(hào)，CPU據(jù)此進(jìn)行相應(yīng)的處理。
11.2過(guò)載保護(hù)
    變頻器采用微處理器作為主控制單元，很方便地實(shí)現(xiàn)熱繼電器的的反時(shí)限保護(hù)特性。通過(guò)檢測(cè)輸出電流并和存貯的保護(hù)特性所確定的電流進(jìn)行比較，當(dāng)變頻器的輸出電流大于過(guò)載電流時(shí)，微處理器按反時(shí)限特性的要求進(jìn)行必要計(jì)算，變頻器繼續(xù)運(yùn)行；當(dāng)過(guò)載持續(xù)時(shí)間超過(guò)反時(shí)限特性所決定的時(shí)間時(shí)，變頻器：1尋停止工作：如果在允許的時(shí)間之前，過(guò)載情況已經(jīng)消失，變頻器恢復(fù)正常運(yùn)行。
11.3制動(dòng)電阻過(guò)載保護(hù)
    當(dāng)制動(dòng)電阻工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，再生制動(dòng)電阻將停止工作，由此過(guò)電壓保護(hù)起作用，從而使變頻器停止工作。
11.4過(guò)電壓保護(hù)
    當(dāng)電動(dòng)機(jī)減速或制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)將通過(guò)變頻器的作用，使變頻器直流側(cè)電壓升高，圖7示出過(guò)電壓保護(hù)的處理模式。
    當(dāng)變頻器的電壓超過(guò)定數(shù)值后，直流制動(dòng)電壓開(kāi)始再生制動(dòng)，電動(dòng)機(jī)繼續(xù)減速：當(dāng)直流電壓繼續(xù)升高超過(guò)一定數(shù)值后，直流制動(dòng)電路所消耗的能量已不足以平衡電動(dòng)機(jī)減速所釋放的功能，如果繼續(xù)減速有可能造成電壓進(jìn)一步升高，為此，變頻器將停止減速。如果直流電壓超過(guò)保護(hù)電壓值，變頻器將切斷輸出電流，電動(dòng)機(jī)自由停車(chē)。當(dāng)減速時(shí)間設(shè)定太短時(shí)，容易發(fā)生直流過(guò)電壓。適當(dāng)延長(zhǎng)制動(dòng)時(shí)間可以避免大慣量負(fù)載減速時(shí)出現(xiàn)的過(guò)電壓，
11.5反接保護(hù)
    隨著水泥廠推廣使用變頻器，非專(zhuān)業(yè)人員安裝，操作變頻器十分普通，反接故障常有發(fā)生，直接導(dǎo)致變頻器損壞，例如我廠普經(jīng)有一臺(tái)三懇MF-16K變頻器就是因?yàn)榫S修工反接而燒壞的。由于受到主回路的限制，絕大多數(shù)變頻器對(duì)反接保護(hù)無(wú)能為力。
    具有反接保護(hù)的變頻器，系統(tǒng)上電后，CPU首先執(zhí)行一段“反接保護(hù)”程度，根據(jù)檢測(cè)的異步電動(dòng)機(jī)定子的電壓頻率，進(jìn)行相應(yīng)的處理，或者使系統(tǒng)正常運(yùn)行或者進(jìn)行反接保護(hù)處理，禁止變頻器運(yùn)行，并給出反接狀態(tài)提示。
11.6變頻器除提供以上保護(hù)外
    還提供欠壓保護(hù)，CPU故障保護(hù)，電源掉電重合閘保護(hù)，電重合閘保護(hù)以及外部跳閘保護(hù)等。
    當(dāng)變頻器的輸入電壓低于額定電壓的75%~80%時(shí)，由于變頻器不能為電動(dòng)機(jī)提供足夠的電磁轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱嚴(yán)重，變頻器將停止工作。
    如果外部干擾使CPU或EEPROM發(fā)生非正常運(yùn)行，變頻器也將停止工作。變頻器在運(yùn)行中瞬時(shí)停電復(fù)電時(shí)，如果變頻器提供瞬時(shí)斷電重合閘功能，那么變頻器可以繼續(xù)運(yùn)行。但考慮到斷電后控制電路維持供電時(shí)間不一致，主電路復(fù)電時(shí)控制電路仍在工作。此時(shí)不希望變頻器的主電路繼續(xù)運(yùn)行，變頻器仍處于停止運(yùn)行。圖8是這種)青況的變頻器接線及信號(hào)時(shí)序圖。
    當(dāng)變頻器外部發(fā)生故障時(shí)，變頻器應(yīng)具備協(xié)調(diào)處理功能，使變頻器停止工作。
    有些故障是短時(shí)出現(xiàn)的，例如由于電源質(zhì)量造成的短路時(shí)過(guò)電壓或欠電壓等，在電源電壓恢復(fù)正常時(shí)變頻器可以恢復(fù)正常運(yùn)行：有些故障是永久的，如功率模塊損壞，應(yīng)查出故障元件并加以更換，變頻器才能恢復(fù)正常運(yùn)行；有些故障是變頻器參數(shù)設(shè)置不合理造成的，需要根據(jù)運(yùn)行條件重新設(shè)定。
12結(jié)束語(yǔ)
    (1)水泥廠使用變頻器的工作條件較差：粉塵較大、振動(dòng)大、機(jī)械起動(dòng)電壓波動(dòng)大。要經(jīng)常清潔保養(yǎng)和改善工作環(huán)境，減少外界因素對(duì)變頻器運(yùn)行的影響。
    (2)運(yùn)行人員要掌握好變頻器的功能，只有根據(jù)生產(chǎn)工藝負(fù)載的需要，用好變頻器的功能，才能充分發(fā)揮變頻器的作用，為水泥企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。